|
1951年美国微生物学家S.Luria的博士研究生J. D.watson去英国进修生物化学,Watson在芝加哥大学读本科时兴趣主要在鸟类,到了高年级时产生了另一种想法:想了解基因是什么,1949年他带着这种想法进入了剑桥大学卡文迪什实验室医学研究组,与学物理出身的青年学者Crick合作,决定研究DNA的分子结构。Crick在1946年读了薛定鄂(E. Schrodinger)的名著《生命是什么》一书后,受到鼓舞,舍弃物理学而转向生命科学领域。刚到剑桥时Watson由于自己的化学与物理学的基础较差而耽心听不懂R..Franklin所做的关于DNA X-衍射研究的学术报告,而在两年之后(1953年)他与Crick却建立了DNA分子的双螺旋模型,论文虽短,却是划时代的发现。可以说是孟德尔定律问世以后,在遗传学,分子生物学领域中最为伟大的发现,因此人们将这一发现看成是分子遗传学的起点。没有双螺旋模型,就没有现在的基因工程,就没分子生物学的迅猛发展。这一模型的产生是生物和物理学,结构化学交叉融合的结果,不同领域的科学家思维交流的结果。尽管R.Franklin和Wilkins在DNA的X-衍射研究方面做得很出色,但却未能领先提出DNA结构的模型,就因为他们缺乏了生物化学方面的知识,而没有他们出色的工作,Watson和Crick所建立的模型也不能及时得到验证。
双螺旋的建立并非是科学家们脑海中的一个闪念,依然是建立在许多前人努力研究所取得成果的基础上。主要是受到4个方面的影响:(1)1938年W.T.Astbury和Bell用x衍射技术研究Hammorsten和Caspersson所提供的DNA。1947年拍摄了第一张DNA的衍射照片,并推断DNA分子的结构是 ① 柱状;② 多核苷酸是一叠扁平的核苷酸;③ 核酸残基取向和分子长轴垂直,间距为3.4。这已构成了DNA分子结构的雏形。(2)1951年Pauling和Corey在美国科学院报上连载了七篇有关α-螺旋结构的文章,轰动整个世界,引起了Watson 和剑桥科学家们的注意,他们运用化学的简单定律来推理,而并不做具体的实验,此对Watson 产生了巨大的影响。(3)美国晶体学者J. Donohue的指正和Chargaff的当量规律都帮助Watson - Crick纠正了起初A-A,G-G,C-C,T-T同类配对的错误想法,而提出碱基互补的正确构型。(4)R.Franklin和Wilkins在1952年底拍得了一张十分清晰的DNA结晶X衍射照片;双螺旋结构模型提供了强有力的依据和佐证。他们把数据整理好后和“DNA双螺旋结构”一文同时发表,因此,J.K.Watson、Crick和Wilkins分享了1962年诺贝尔化学奖,遗憾的是立下了汉马功劳的R. Franklin1958年不幸英年早折,虽然她未能享受科学界的最高荣誉,可是她的卓越贡献永垂青史。Pauling是当时世界上第一流的理论化学家,在大分子结构的研究中屡建奇功,曾获诺贝尔化学奖和和平奖。但在DNA结构的研究上却败在年轻学子Watson的手下,错误地提出了DNA的三螺旋结构。真可谓智者千虑,必有一失。但给我们一个重要的启示,不同学科的交叉融合对边缘学科的突破,可能更为有利。
|